基于嵌入式Win CE系統(tǒng)的電能質量監(jiān)測儀

該系統(tǒng)采用DSP+ARM9的雙CPU形式，其中，DSP采用TI公司的TMS320F2812；ARM9采用Samsung的S3C2410。該系統(tǒng)中ARM部分用購買的開發(fā)
板進行開發(fā)測試。
TMS320F2812提供了足夠的處理能力，使一些復雜實時控制算法的應用成為可能，它主要完成對三相交流電壓、電流的數(shù)據(jù)采集，電壓和電流經過信號調理電路，經互感器隔離降壓，經低通濾波器濾除高頻分量，使電壓和電流進入TMS320F2812處理器，之后通過TMS320F2812對這些數(shù)據(jù)進行計算處理，再通過CAN總線通信將處理好的數(shù)據(jù)傳送給ARM模塊。
S3C24lO是Samsung公司推出的16／32位RISC處理器，具有低成本、低功耗、小體積、高性能的特點，集成了豐富的片上資源。系統(tǒng)中，其主要作用是利用CAN總線通信來接收從DSP傳過來的數(shù)據(jù)，并對其進行LCD顯示，以實現(xiàn)實時監(jiān)測，同時，還可通過USB接口將數(shù)據(jù)存儲到U盤上。其中，TMS320F2812的CAN收發(fā)器型號為PCA82C250。TMS320F2812片上集成了CAN通信接口，可直接與PCA82C250上的TXD和RXD相連，并將信號轉換成CANH，CAHL后，在CAN總線上傳輸。由于ARM開發(fā)板并沒有提供CAN接口，所以此部分要進行外擴。S3C2410與CAN總線的接口采用SPI轉CAN的方式，控制器采用Microchip公司的MCP2515。S3C24lO的SPI接口可直接與MCP2515控制器的SPI接口相連，控制器輸出端的信號經PCA82C250轉化為CANH，CANL后，在CAN總線上傳輸。

3 嵌入式操作系統(tǒng)Win CE的定制、移植及驅動程序的開發(fā)
3．1 CAN驅動程序的開發(fā)
Platform Builder本身自帶了很多驅動程序，如串口驅動、USB口驅動等，但由于系統(tǒng)中的CAN總線通信部分是外擴的，開發(fā)商提供的BSP開發(fā)包不包含這部分驅動，要自行編寫驅動程序和注冊表部分的文件，定制出CEC文件，并將生成的驅動與BSP進行綁定。CAN驅動開發(fā)流程為：
編寫CAN驅動時，首先要確保S3C24lO的SPI接口可以正常工作，再利用SPI接口對MCP2515寄存器進行相應的設置。
CAN總線驅動的設計步驟為：
(1)初始化S3C2410的SPI口。設置波特率、主從模式、通信方式等；
(2)初始化MCP2515。設置相應的發(fā)送、接收緩沖器；
(3)編寫CAN控制器的收發(fā)程序；
(4)編寫CAN流接口的函數(shù)形式；
(5)導出流接口，修改注冊表和CEC文件。
3．2操作系統(tǒng)的移植
對Windows CE操作系統(tǒng)進行移植，先進行WinCE Bootloader的開發(fā)，然后進行操作系統(tǒng)的特性配置和移植，再進行硬件平臺上驅動程序的開發(fā)，最后對應用程序進行移植和開發(fā)。
(1)Bootloader的開發(fā)。Bootloader的結構可以分為BL Common、OEM代碼、Eboot、存儲管理、EDBG驅動程序五個部分。這五部分中，除了OEM代碼需要自己編寫外，其他幾個部分的代碼都是由Windows CE本身提供的。
(2)內核的配置和移植。Win CE內核的配置和移植是在Platform Builder的幫助下，根據(jù)系統(tǒng)的具體應用目標來進行各種功能裁減，然后由Sysgen即可編譯生成所需的操作系統(tǒng)鏡像NK．bin。當PlatformBuilder成功編譯生成WinCE內核后，通過PlatformBuilder自帶的TFPT網絡傳輸工具或其他TFPT網絡傳輸工具將內核下載至硬件平臺中。
(3)驅動程序開發(fā)。Windows CE提供了特定的驅動程序框架，以驅動內部或者外圍的硬件設備。驅動程序位于操作系統(tǒng)與硬件的中間，是BSP包的一部分，將操作系統(tǒng)與設備鏈接起來，操作系統(tǒng)就能識別設備，并為應用程序提供相應的服務。在此主要介紹了CAN驅動程序的開發(fā)。
(4)應用程序的開發(fā)和移植。完成以上內容后，就可以針對硬件平臺和具體系統(tǒng)要求進行應用程序的開發(fā)。

4 結語
設計了一種基于ARM9和Windows CE的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用TMS320F2812處理器對數(shù)據(jù)進行采集，充分發(fā)揮了這款DSP芯片的數(shù)據(jù)處理能力；S3C24lO和Windows CE嵌入式系統(tǒng)的應用，使得系統(tǒng)能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示和監(jiān)測。文中實現(xiàn)了對硬件平臺的設計和對Windows CE操作系統(tǒng)的定制、移植及其驅動程序的開發(fā)。該系統(tǒng)具有實時性好，性價比高等特點，有很高的實用價值。